Un sistema di collaudo replicabile su 4 postazioni, sviluppato in LabVIEW con DAQ NI USB-6003, per verificare la regolazione della pressione d’uscita, controllare i picchi nei transitori e caratterizzare il coefficiente Kv su più punti di misura.
Riepilogo del progetto
| Settore | Impianti metano/GPL |
|---|---|
| Ambito | Collaudo automatico di riduttori di pressione |
| Postazioni | 4 (revamping di 2 banchi esistenti + 2 nuove installazioni) |
| Piattaforma | LabVIEW + NI USB-6003 |
| Obiettivo principale | Standardizzare il collaudo mantenendo flessibilità tra postazioni e modelli |
Il cliente
Il cliente è una società internazionale attiva nella produzione di impianti per metano e GPL, con requisiti piuttosto stringenti su sicurezza, ripetibilità e tracciabilità. Il punto centrale, per loro, era semplice da dire ma non banale da garantire: i transitori di pressione dovevano restare sempre entro limiti definiti, con evidenza immediata di qualsiasi deviazione.
La sfida
Non si trattava solo di sostituire due banchi vecchi. Bisognava far convivere banchi rinnovati e banchi nuovi con la stessa logica, le stesse procedure e risultati confrontabili, senza perdere flessibilità per setup diversi.
| Problema | Perché era rilevante |
|---|---|
| Coerenza tra 4 postazioni diverse | Serviva la stessa UX e gli stessi risultati, anche tra banchi vecchi e nuovi. |
| Errori nella selezione dei test | Ogni errore in setup rischiava di invalidare il collaudo o di rallentarlo. |
| Monitoraggio poco immediato | Serviva capire subito, a colpo d’occhio, se un test stava andando fuori limite. |
Obiettivi
- Mantenere i picchi di pressione, nei cambi di stato, entro limiti configurati, tracciando overshoot, ripple e tempo di assestamento.
- Eseguire la caratterizzazione Kv su più punti di misura per ogni modello o famiglia di prodotto.
- Standardizzare il flusso operativo sulle 4 postazioni con ricette riusabili, legate a product number, seriale e lotto.
La soluzione
La piattaforma si basa su un motore di sequenza a microsequenze componibili, un sinottico P&ID in LabVIEW e un database di ricette collegate ai product number, richiamabili tramite QR. In pratica, l’operatore non deve “inventarsi” nulla: legge il codice, il sistema carica la ricetta giusta, e da lì parte tutto in automatico.
Per chi ha più esperienza, esiste anche una vista “Studio”, pensata per modificare soglie e parametri manualmente e promuovere velocemente una configurazione a ricetta approvata. Sotto il cofano, un’architettura HAL separa la logica di test dall’hardware fisico, così aggiungere un nuovo strumento o una nuova prova non significa rifare tutto da capo.
| Motore sequenze | Microsequenze componibili (set-point, hold, sweep, measure, validate, log/report) |
|---|---|
| Gestione ricette | Mappatura product number → ricetta, con limiti e metadati, caricata via QR |
| Modalità Esperto | Vista “Studio” per tuning manuale e promozione rapida a ricetta ufficiale |
| Architettura | HAL (Hardware Abstraction Layer) per integrare nuovi test senza refactoring |
Acquisizione e controllo
Ogni postazione lavora con NI USB-6003: ingressi analogici a 16 bit fino a 100 kS/s, pensati apposta per catturare i transitori di pressione più rapidi, uscite analogiche a 16 bit, linee digitali per l’attuazione e un contatore a 32 bit per gli eventi. LabVIEW gestisce in modo nativo I/O, interfaccia, errori e allarmi, il che rende la manutenzione futura molto più semplice di quanto non lo fosse con un sistema meno integrato.
Flussi di test
- Transitori e picchi: rampe e set-point con finestre di valutazione temporale, peak-hold, limiti dinamici e arresto sicuro al superamento soglia.
- Regolazione pressione: verifica di stabilità, overshoot, settling e ripple, con criteri pass/fail specifici per modello.
- Coefficiente Kv: portata in m³/h a Δp = 1 bar, misurata su più punti e confrontata con le specifiche del modello.
Interfaccia operatore
Il sinottico LabVIEW mostra il P&ID, lo stato di sensori e attuatori, trend rapidi, allarmi contestuali e diagnostica, con comandi guidati direttamente dalla ricetta caricata. Accanto, una vista tabellare affianca valori misurati e limiti, mette in evidenza i delta e riassume l’esito di ogni step, con filtri e ricerca per non perdere tempo a cercare un dato tra mille.
Dati e report
Tutto viene registrato con timestamp: misure grezze, eventi, allarmi, esiti degli step e metadati come product number, QR, seriale e lotto. Questo rende possibile sia l’audit che analisi successive, con esportazione nei formati tipici dell’ecosistema LabVIEW. I report finali includono grafici dei transitori, tabelle limiti/misurati, esito complessivo e firme elettroniche.
Sicurezza e qualità
Interlock, soglie hard, gestione errori pensata per proteggere anche da un operatore distratto, e arresti di emergenza sia software che hardware: tutto questo protegge sia il banco che il dispositivo in prova. Le sequenze vengono validate su campioni di riferimento e le ricette sono versionate, con un flusso di approvazione vero e proprio, non solo “salva e vai”.
Risultati
| Area | Beneficio ottenuto |
|---|---|
| Flessibilità operativa | Test dedicati per modello, tempi di setup più bassi, throughput migliore su tutte le 4 postazioni. |
| Monitoraggio | Doppia vista sinottica e tabellare, utile per decisioni pass/fail più rapide. |
| Controllo manuale | Possibilità di eseguire step singoli nelle fasi critiche, con più confidenza nel definire le sequenze. |
Scalabilità
Il template di banco e la mappa dei device rendono la soluzione clonabile per future installazioni, con poca riconfigurazione e risultati coerenti tra le sedi. La libreria di step può crescere senza toccare le ricette già approvate, il che significa qualificare nuovi prodotti più in fretta, senza dover rimettere mano a tutto il sistema.
